四川大學年《微型計算機控制技術》期末試題及答案

1、PAGE 一、簡答題（每題6分，共30分）1、計算機控制系統(tǒng)的典型形式有哪些？各有什么特點？答：操作指導控制系統(tǒng)，優(yōu)點：結構簡單，控制靈活，安全。缺點：由人工操作，速度受到限制，不能控制多個對象。直接數字控制系統(tǒng)（DDS），優(yōu)點：實時性好，可靠性高，適應性強。監(jiān)督控制系統(tǒng)（SCC），優(yōu)點：生產過程始終處于最優(yōu)工況。分散控制系統(tǒng)（DCS），優(yōu)點：分散控制、集中操作、分級管理、分而自治和綜合協調?，F場總線控制系統(tǒng)（FCS），優(yōu)點：與DCS相比，降低了成本，提高了可靠性。國際標準統(tǒng)一后，可實現真正的開放式互聯系統(tǒng)結構。2、采樣保持器有什么作用？試說明保持電容的大小對數據采集系統(tǒng)的影響。采樣保持器的作

2、用：A/D轉換器完成一次A/D轉換總需要一定的時間。在進行A/D轉換時間內，希望輸入信號不再變化，以免造成轉換誤差。這樣，就需要在A/D轉換器之前加入采樣保持器。保持電容對數據采集系統(tǒng)采樣保持的精度有很大影響。保持電容值小，則采樣狀態(tài)時充電時間常數小，即保持電容充電快，輸出對輸入信號的跟隨特性好，但在保持狀態(tài)時放電時間常數也小，即保持電容放電快，故保持性能差；反之，保持電容值大，保持性能好，但跟隨特性差。3、常用的數字濾波方法有哪些？分別能濾除什么類型的干擾信號？若某計算機測量系統(tǒng)工作性能有時不太穩(wěn)定，且被測信號受現場電磁干擾影響，應對測量數據作怎樣處理才能保證檢測數據較為準確？答：常用的數字

3、濾波方法有算術平均值法、中值濾波法、限幅濾波法和慣性濾波法等。算術平均值法能濾除周期性干擾信號；中值濾波法和限幅濾波法能濾除偶然性脈沖干擾信號；慣性濾波法能濾除高頻及低頻干擾信號?？刹捎孟薹鶠V波、中值濾波和平均值濾波相結合的方法處理數據。4、RS-485串行通信總線采用什么傳輸方式？它與RS-422A串行通信總線的區(qū)別是什么？答:RS-485串行通信總線采用的是平衡差分電路傳輸，區(qū)別在于RS-485為半雙工工作方式，而RS-422A為全雙工工作方式.且RS-422A適用于兩點之間進行高速，遠距離通信，而RS-485適用于多點之間進行高速，遠距離通信5、什么是帶死區(qū)的PID控制？有何工程意義？

4、答：帶有死區(qū)的PID控制，即人為設置控制死區(qū)e0，當偏差e(k)e0時，u（k）取0，控制器輸出保持不變。當偏差e(k)e0時，u（k）以PID規(guī)律參與控制。在計算機控制系統(tǒng)中，某些系統(tǒng)為了避免控制動作過于頻繁，消除由于頻繁動作所引起的系統(tǒng)振蕩和設備磨損。在一些精度要求不太高的場合，可以采用帶有不靈敏區(qū)的PID控制。二、用8位A/D轉換器ADC0809與PC/ISA總結工業(yè)控制機接口，采用查詢方式，實現8路模擬量采集，請畫出接口電路原理圖，并設計出8路模擬量的數據采集程序框圖。（15分）三、若加工第一象限直線AB，起點A(4，0)，終點B(0，4)。要求：(1) 按逐點比較法插補進行列表計算。

5、(2) 作出走步軌跡圖，并標明進給方向和步數。(3) 設X和Y方向分別由兩個三相步進電機驅動，而且X和Y方向的步進電機的進給分別由1個8位的輸出接口控制，接口的D0、D1、D2控制X方向步進電機的A、B、C三相，接口的D4、D5、D6控制Y方向步進電機的A、B、C三相。X和Y的通電字表（16進制）如下，1表示對應的相通電，0表示對應的相斷電。如果加工上述直線AB，表的初始位置X在XTABLE+5，Y在YTABLE+1，正方向的進給按增址方向，負方向的進給按減址方向，問上述直線插補完成，X和Y方向通電字表的位置？步進電機是什么工作運行方式？（15分）X方向通電字表Y方向通電字表XTABLE+00

6、1YTABLE+010XTABLE+103YTABLE+130XTABLE+202YTABLE+220XTABLE+306YTABLE+360XTABLE+404YTABLE+440XTABLE+505YTABLE+550四、某液位測量系統(tǒng)檢測范圍0，1000mm，液位變送器輸出信號為1，5V，用12位A/D轉換器進行采樣。該A/D轉換模板的輸入量程可設定為-10V，+10V，-5V，+5V，-2.5V，+2.5V， 0，2.5V，0，5V，0，10V 或0，20V，應如何選擇A/D轉換器的輸入量程才會有較高的測量精度？計算該量程下的實際分辨率是多少(精確到0.0001mm/bit)？若A/D

7、轉換的結果為0400H，對應的液位高度是多少(精確到1mm)？(10分)解：（1）由于變送器輸出信號為1，5V，因此選擇A/D轉換模板的輸入量程為0，5V時測量精度較高。（2分）（2）實際分辨率計算（4分）：mm/bit（3）液位高度計算（4分）：五、已知被控對象的狀態(tài)方程和輸出方程為：試用極點配置方法設計狀態(tài)反饋控制規(guī)律L，將其極點配置到，并求u(k)。（10分） 解：（1）系統(tǒng)能控性檢驗（2分） 矩陣滿秩，系統(tǒng)完全能控，能進行任意極點配置，且有唯一解。（2）求增益矩陣L（6分）：設令，比較等式兩邊同次冪系數得 （2）寫出u(k)表達式（2分）： 或 六、在題六圖所示計算機串級控制系統(tǒng)中，已知采樣周期為T，且有，試寫出計算機串級控制算法。（10分）題六圖解：1、計算主回路偏差2、計算主回路控制器的輸出3、計算副回路偏差4、計算主回路控制器的輸出七、已知被控對象的脈沖傳遞函數